Способ получения монокристаллов (sв @ bi @ )nво @ , где х = 0,1 - 0,3

 

Изобретение относится к получению монокристаллов (SB<SB POS="POST">1-X</SB>BI<SB POS="POST">X</SB>) NBO<SB POS="POST">4</SB>, где X = 0,1 - 0,3, и может быть использовано в пьезоэлектрической, пироэлектрической технике, а также в химической технологии для создания композиционных материалов. Обеспечивает снижение температуры процесса и повышение выхода монокристаллов. Способ включает гидротермальное выращивание из раствора, содержащего оксиды SB<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB>, NB<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">5</SB> и BI<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> и растворитель KF 30 - 35 мас.% и H<SB POS="POST">2</SB>C<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">4</SB> 5 - 7 мас.%, взятые в предлагаемых соотношениях. Процесс ведут при 400 - 440°С, давлении 750 - 810 атм и величине температурного градиента 1,1 - 1,8 град/см. Выход монокристаллов до 95%. Снижены затраты за счет снижения температуры процесса. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s С 30 В 7/10,29/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740617 /26 (22) 31,07,89 (46) 07,08,91, Бюл. М 29 (71) Физико-технический институт им.

С.У.Умарова (72) А,А.Адхамов, Т.М.Дыменко, В.И,Пополитов и M.Н,Цейтлин (53) 621.315.592 (088.8) (56) Пополитов В,И., Плахов Г.Ф. Гидротермальный метод получения кристаллов (Sb 1-xBix)Nb04.-Изв. AH СССР, сер. Неорганические материалы, 1988, т.24, М 2, с.348 — 350, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ (Sb1-xBix)Nb04, ГДЕ х = 0,1 — 0,3 (57) Изобретение относится к получению монокристаллов (S b 3-х Б 4)МЬ04, где х=0,1 — 0,3, Изобретение относится к получе- нию монокристаллов твердых растворао в (Я Ь1-х В 4) М Ь 04, где х=0, 1 — 0,3, и может быть использована в пьезоэлектрической, пироэлектрической технике, а также в химической технологии для создания композиционных материалов, Цель изобретения — снижение температуры процесса и повышение выхода монокристаллов.

Пример 1, В автоклав периодического действия емкостью 200 см помещают ис-. ходные компоненты МЬг05, ЯЬгОз, В!гОз, взятые в мольном отношении 1:1".0,3. В автоклав заливают водные растворы фтористого калия KF концентрацией 30 мас. u щавелевой кислоты НгСг04 концентрацией

5 мас., взятые в обьемном соотношении (19) (11)

1 и может быть использовано в пьезоэлектрической, пироэлектрической технике, а также в химической технологии для создания композиционных материалов, Обеспечивает снижение температуры процесса и повышение выхода монокристаллов. Способ включает гидротермальное выращивание из раствора, содержащего оксиды ЯЬгОз, МЬгОБ и В!гОЗ и растворитель KF 30—

35 мас. и НгСг04 5 — 7 мас., взятые в предлагаемых соотношениях, Процесс ведут при 400 — 440 С, давлении 750 — 810 атм и величине температурного градиента 1,1 — 1,8 град/см, Выход монокристаллов до 95 .

Снижены затраты за счет снижения температуры процесса. 1 табл.

3,0:1, Соотношение жидкой и твердой фазы составляет 3,0:1, Затем в автоклаве устанавливают перегородку, разделяющую зону растворения и кристаллизации, автоклав герметизируют и помещают в печь сопротивления, где его нагревают до 400 С с температурным градиентом 1,1 град/GM, Давление жидкой среды при этой температуре составляет 720 атм, В стационарных условиях исходные компоненты растворяются и за счет естественной конвекции, вызванной температурным градиентом, транспортируются в зону кристаллизации, где и происходит образование монокристаллов твердых растворов (Sb>-xBix)Nb04.

Выход монакристаллов составляет 82; от веса исходной шихты, чта в среднем в пять раз превышает выход этих кристаллов в известном способе.

1668496

Пример 2. В автоклав периодического действия емкостью 200 см помещают исходные компоненты ИЬгОэ, $ЬгОз, ВЬгОз, взятые в мольном отношении l,2:1,4:0,4. В автоклав заливают водные растворы KF кон- 5 центрацией 32 мас. и НгСг0л концентрацией 6 мас.Я„взятые в объемном соотношении 4,0:1,2. Соотношение объемов жидкой и твердой фазы составляет 4,5:1,3.

Заряженный автоклав с размещенной пере- 10 городкой герметически закрываю и помещают в печь сопротивления, где его нагревают до 420 С, вследствие чего давление жидкой среды в нем достигает порядка

760 атм. Температурный градиент составля- 15 ет 1,5 град/см. При установившемся стаци- . онарном режиме происходит синтез монокристаллов твердых растворов ($Ь1-xBlx}NbO<, выход которых составляет соответственно 907ь от веса исходной ших- 20 ты, что в среднем в шесть раз превышает выход этих кристаллов s известном способе.

П риме р3, В автоклав периодического действияемкостью200см помещаютхими- 25 ческие реактивы ИЬг05, Sbz0g, В1гОз, взятые в мольном отношении 1,2:1,2:0,4. В автоклав заливают водные растворы KF концентрацией 35 мас.,», и НгСг0л концентрацией 7 мас., взятые в объемном 30 соотношении 4,0:1,2. Соотношение объемов жидкой и твердой фаз составляет 4,5:i!,3.

Автоклав с размещенной перегородкой г ометиэируют и помещают в печь сопротивленмя, где его нагревают до 440 С, 35 вследствие чего за счет расширения жидкой фазы в нем создается давление порядка 810 атм. Температурный градиент, необходимый для создания пересыщения в растворе, а следовательно, и синтеза моно- 40 кристаллов, составляет 1,8 град/см. Выход монокристаллов составляе 95, что значительно превышает выход монокристаллов (Sb1-xBlx)Nb04 полученных известным способом.

Основные технологические данные по получению монокристаллов твердых растворов (Sb1 x8lx)Nb04 и их выходу представлены в таблице.

Из таблицы следует, что использование предлагаемого способа обеспечивает возможность снизить температуру процесса и интенсифицировать процесс, т.е. повысить выход монокристаллов до 95 .

Предложенный способ практически безотходен, позволяетзначительноснизить затраты на производство монокристаллов (Sbg-xBIx)Nb0q, связанные с эксплуатацией дорогостоящих автоклавов. Предложение эффективно, так как позволяет получать монокристаллы (Sb>-xalx)Nb04 в количествах, лимитируемых только емкостью рабочей аппаратуры и найденными параметрами, Формула изобретения

Способ получения монокристаллов ($Ь1-хВ4)ИЬ04, где х=0,1-0,3, путем кристаллизации из гидротермального раствора, содержащего оксиды $ЬгОз, МЬгОэ, В40з и водный растворитель, при высокой температуре и давлении в условиях температурного градиента между зоной растворения и зоной кристаллизации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения температуры процесса и повышения выхода монокристаллов, оксиды берут в молярном отношении $ ЬгОз:Nbz0s:ВЖз (1,01,2):(1,0-1,2):(0,3-0,4), в качестве растворителя используют смесь растворов KF 30-35 мас. и НгСгОа — 5 — 7 мас., взятых в объемномм соотношении (3,0-4,0);(1,0-1,2) и объемном отношении жидкой к твердой фазе (3,0 — 4,5);(1,0 — 1,3), кристаллизацию ведут при температуре 400 — 440 С, давлении 750—

820 атм и величине температурного градиента 1,1-1,8 град/см.

1668496

О О СЪ СЪ О СЪ О О СЪ а в л л л е е а л

° ° ° Ф ФФ ° ° ° ° ° Ф ° ° ° ° ° °

О О М 0Ъ О Л С О СЪ

a a е а л л в е л с Ъ ("Ъ 3 с Ъ сФЪ с Ъ вФ

ОООсСЪЛОМЪЛО а а е л л л а л в

О 00 ССЪ СЧ - M С Ъ С Ъ

ОЪ 00 ф 0 ОЪ Ch О ОЪ ОЪ

С"Ъ С Ъ С Ъ Ф 3 С Ъ б С Ъ а л а л а л в е в

ООООООООО

° ° ° ° ° ° ФФ ° ° ° ° ° ° ° ° ° 1

О О О СЧ СЧ СЧ О СЧ О

° а е л л а л а е

° ° ° ° ° ° 1 ° ° \ ° ° ° ° ° ° °

О С С СЧ СЧ СЧ О СЧ О а а л л л Ф\ л а

О О О СЧ СЧ СЧ СЧ О О

a a л а л a a е л

° ° 1 ° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° °

ООООООООО а в в л в л в е °

С"Ъ СФЪ С Ъ СФЪ РЪ

10 СГ\ Л с0 И Л сС) иЪ

Ю С"Ъ О сСЪ С Ъ О Ф СФЪ О

СФЪ СФЪ СФЪ СФЪ СФЪ СФЪ С Ъ СФЪ С"Ъ

° ф ф ° ° ф е Ф ф

° а а Ф в а в л в

ООООООООО

О О О СЧ СЧ СЧ Ф

3 Ф 3